CN119431404A

CN119431404A - 一种fsp1抑制剂fsen3的制备方法

Info

Publication number: CN119431404A
Application number: CN202411437495.4A
Authority: CN
Inventors: 赖增伟; 万冰蕊; 刘哲; 刘文斌; 纵浩男; 丁颜; 吕峰
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2024-10-15
Filing date: 2024-10-15
Publication date: 2025-02-14

Abstract

本发明公开了一种FSP1抑制剂FSEN3的制备方法，包括：以4‑甲氧基苯甲酰肼和异硫氰酸烯丙酯为原料，通过亲核加成反应，形成硫脲中间体，在碱的作用下进行环化反应，再与液溴反应构建噻唑并三唑骨架，而后与二氢吲哚发生取代反应获得式(I)所示的目标产物FSEN3。本发明提供的全合成方法条件温和、操作简便、总体收率高。

Description

一种FSP1抑制剂FSEN3的制备方法

技术领域

本发明涉及药物合成技术领域，具体涉及一种FSP1抑制剂FSEN3的制备方法。

背景技术

铁死亡是一种非凋亡型细胞死亡的代谢形式，以铁依赖性脂质过氧化为特征。它与人类疾病高度相关，如神经退行性疾病、冷暴露期间的组织损伤、缺血再灌注损伤和癌症等。研究发现，诱导铁死亡是治疗恶性肿瘤的一种非常有前途的方法，它表现出了与癌症免疫疗法的协同作用，甚至可以杀死耐药和转移性癌症。

由于铁死亡已成为治疗癌症的一个非常有前途的靶点，因此它引起了人们极大的兴趣。到目前为止，铁死亡被发现至少由三种主要的氧化还原相关系统调控，包括半胱氨酸-谷胱甘肽(GSH)-谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)系统、鸟苷三磷酸环水解酶-四氢生物蝶呤(BH4)系统和铁死亡抑制蛋白1(FSP1)-CoQ10系统。其中FSP1-CoQ10与GSH-GPX4协同抑制铁死亡。FSP1通过将泛醌还原为泛醇，或将维生素K还原为对苯二酚，从而抑制铁死亡。研究表明通过抑制FSP1可以影响FSP1还原脂质过氧化物的能力，诱导细胞发生铁死亡和阻止肿瘤复发，因此开发FSP1抑制剂对于癌症治疗具有重要意义。

FSP1抑制剂显示出在肿瘤治疗方面的巨大前景，已报道的FSP1抑制剂主要包括NPD4928、iFSP1、icFSP1。这些FSP1抑制剂已在几种癌细胞系中显示出了诱导铁死亡的效力，但其对FSP1的抑制活性并不理想，且他们的药代动力学参数较差，不适合在体内使用，并且在高浓度下会表现出脱靶效应，因此迫切的需要新型的具有改进药代动力学参数和药效学特性的FSP1抑制剂，以充分探索FSP1作为肿瘤治疗靶点的潜力。2023年，加州大学伯克利分校的James A.Olzmann课题组通过一系列化学筛选，确定了几种结构不同的FSP1抑制剂。在这些化合物中，6-(吲哚啉-1-亚甲基)-3-(4-甲氧基苯基)[1,3]噻唑并[2,3-c][1,2,4]三氮唑(简称FSEN3)的IC₅₀值最佳，为90.1nM，它是一种非竞争性抑制剂，可以通过靶向抑制FSP1选择性地使癌细胞对铁死亡敏感，还能与其他铁死亡诱导剂发挥协同作用，进一步触发铁死亡。

该化合物的发现为促进以FSP1为靶点的诱导铁死亡的癌症治疗策略提供了新的工具，可以作为针对FSP1和其他铁死亡防御途径来进行组合治疗，具有很好的开发价值用于抗肿瘤药物。但到目前为止，尚未有FSEN3的合成路线报道，因此有必要开发一种高效的制备FSEN3的方法，为新型的FSP1抑制剂研发提供助力。

发明内容

本发明的目的在于提出一种FSP1抑制剂FSEN3的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：

一种FSP1抑制剂FSEN3的制备方法，包括如下步骤：

S1、以式(II)所示的4-甲氧基苯甲酰肼和异氰硫酸烯丙酯为原料，通过亲核加成反应，形成式(IIIa)所示的硫脲中间体；

S2、所得硫脲中间体在碱的作用下进行环化反应，得到式(III)所示的化合物；

S3、式(III)所示的化合物再与液溴反应得到式(Ⅳ)所示的化合物；

S4、式(Ⅳ)所示的化合物在碱性环境下进行消除反应，得到式(Ⅴ)所示的化合物；

S5、式(Ⅴ)所示的化合物与液溴发生溴代反应，得到式(Ⅵ)所示的化合物；

S6、式(Ⅵ)所示的化合物与二氢吲哚发生取代反应，得到式(I)所示的目标化合物FSP1抑制剂FSEN3；

在本发明的一种实施方式中，S1包括如下过程：在有机溶剂中，式Ⅱ所示的化合物与异硫氰酸烯丙酯反应形成所示中间体(Ⅲa)化合物；

在本发明的一种实施方式中，S1中，所述式(Ⅱ)所示化合物与异硫氰酸烯丙酯的物质的量的比为1:(1～1.5)。进一步优选为1:1.2。

在本发明的一种实施方式中，S1中，所述反应的温度为80～100℃。进一步优选为90℃.

在本发明的一种实施方式中，S1中，所述反应的时间为2～4h。进一步优选为3h。

在本发明的一种实施方式中，S1中，所述有机溶剂为如下任意一种或多种：四氢呋喃、二氯甲烷、二氧六环、乙醇。进一步优选为乙醇。

在本发明的一种实施方式中，S2包括如下过程：式(Ⅲa)所示的化合物在碱性物质的作用下环化得到式(Ⅲ)所示的化合物；

在本发明的一种实施方式中，S2中，所述式(Ⅲa)所示的化合物与碱性物质的物质的量比为1:(10～30)。进一步优选为1:20。

在本发明的一种实施方式中，S2中，所述的碱性物质为如下任意一种或多种：碳酸钾、氢氧化钠、叔丁醇钾。进一步优选为氢氧化钠。

在本发明的一种实施方式中，S2中，具体是将碱性物质的乙醇溶液与式(Ⅲa)所示的化合物混合反应。

在本发明的一种实施方式中，S2中，所述反应温度为110～130℃。进一步优选为120℃。

在本发明的一种实施方式中，S2中，所述反应时间为3～5h。进一步优选为4h。

在本发明的一种实施方式中，S3包括如下过程：在有机溶剂中，式(Ⅲ)所示的化合物与液溴发生溴代反应得到式(Ⅳ)所示的化合物；

在本发明的一种实施方式中，S3中，所述式(Ⅲ)所示的化合物与溴代试剂的物质的量的比为1:(1～1.5)。进一步优选为1:1.2。

在本发明的一种实施方式中，S3中，所述反应先在室温下反应2h，再加热至40℃反应2h。

在本发明的一种实施方式中，S3中，所述的溴代试剂为如下任意一种或多种：N-溴代琥珀酰亚胺、液溴、四溴环酮。进一步优选为液溴。

在本发明的一种实施方式中，S3中，所述有机溶剂为如下任意一种或多种：乙腈、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺。进一步优选为乙腈。

在本发明的一种实施方式中，S4包括如下过程：式(Ⅳ)所示的化合物在碱性物质的作用下进行消除反应，得到式(Ⅴ)所示的化合物；

在本发明的一种实施方式中，S4中，所述式(Ⅳ)所示的化合物与碱性物质的物质的量的比为1:(0.5～2)。进一步优选为1:1。

在本发明的一种实施方式中，S4中，所述的碱性物质为如下任意一种或多种：氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾。进一步优选为氢氧化钾。

在本发明的一种实施方式中，S4中，具体是将碱性物质、甲醇、以及式(Ⅳ)所示的化合物混合反应。

在本发明的一种实施方式中，S4中，以g/mL计，所述碱性物质与甲醇的质量/体积比为1:(15～30)。进一步优选为1:24。

在本发明的一种实施方式中，S4中，所述反应温度为50～60℃，进一步优选为55℃。

在本发明的一种实施方式中，S4中，所述反应时间为1～3h，进一步优选为2h。

在本发明的一种实施方式中，S5包括如下过程：在有机溶剂中，式(Ⅴ)所示的化合物与液溴发生溴代反应得到式(Ⅵ)所示的化合物；

在本发明的一种实施方式中，S5中，所述式(Ⅴ)所示的化合物与溴代试剂的物质的量的比为1:(1～1.5)。进一步优选为1:1.2。

在本发明的一种实施方式中，S5中，所述反应先在室温下反应2h，再加热至50℃反应2h。

在本发明的一种实施方式中，S5中，所述的溴代试剂为如下任意一种或多种：N-溴代琥珀酰亚胺、液溴、四溴环酮。进一步优选为液溴。

在本发明的一种实施方式中，S5中，所述有机溶剂具体可选四氯化碳。

在本发明的一种实施方式中，S6包括如下过程：式(Ⅵ)所示的化合物与二氢吲哚发生取代反应得到式Ⅰ所示的目标化合物即FSP1抑制剂FSEN3。

在本发明的一种实施方式中，S6中，所述式(Ⅵ)所示的化合物与二氢吲哚的物质的量的比为1:(1～1.5)。进一步优选为1:1.2。

在本发明的一种实施方式中，S6中，所述反应温度为40～60℃。进一步优选为50℃。

在本发明的一种实施方式中，S6中，所述反应时间为10～15h。进一步优选为12h。

在本发明的一种实施方式中，S6中，所述反应在溶剂中进行，所述溶剂为四氢呋喃、乙腈、乙醚中任意一种或多种。进一步优选为乙腈。

在本发明的一种实施方式中所述方法具体包括如下合成反应路线：

有益效果：

本发明的制备方法步骤简单，不需要惰性气体保护，安全性高，污染小，产物均无需经过柱层析纯化，通过重结晶及打浆即可获得，且产品收率高，非常适合工业化生产。

附图说明

图1为目标产物FSEN3的核磁氢谱图。

图2为目标产物FSEN3的核磁碳谱图。

具体实施方式

本发明提供了一种FSP1抑制剂FSEN3化合物的合成方法，下面结合实施例对本发明进一步阐释。

需要说明的是，本发明实施例中涉及较多结构复杂的化合物，为方便展示，在阐释时使用“化合物+罗马数字”的形式代表某一化合物，例如：3-(4-甲氧基苯基)-4-(丙-2-烯基)-5-硫亚基-1H-1,2,4-三氮唑，即为化合物Ⅲ。

实施例1

合成6-(吲哚啉-1-亚甲基)-3-(4-甲氧基苯基)[1,3]噻唑并[2,3-c][1,2,4]三氮唑(FSEN3)的反应方程式如下：

合成FSEN3的具体步骤如下：

(1)合成3-(4-甲氧基苯基)-4-(丙-2-烯基)-5-硫亚基-1H-1,2,4-三氮唑(化合物Ⅲ)

本步反应式如下所示：

室温下，在反应瓶中加入化合物Ⅱ(20.0g,120.5mmol)，溶于无水乙醇(120mL)中，搅拌下滴入异硫氰酸烯丙酯(15.7mL,144.6mmol)，回流反应3h。反应完毕后，旋干溶剂，所得固体用乙酸乙酯洗涤，抽滤，干燥，作为粗产品直接用于下一步反应。

将所得粗产品(14.0g,53mmol)置于烧瓶中，加入2N NaOH的乙醇溶液(100mL)，在120℃下回流反应，反应结束后，将反应液冷却至室温，滴加浓盐酸至pH＝2，有白色固体析出，抽滤，干燥，用无水乙醇重结晶，得化合物Ⅲ(11.7g，收率90％)，该物质为白色固体。

表征数据：¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ11.63(s,1H),7.56(d,J＝8.8Hz,2H),7.00(d,J＝8.8Hz,2H),5.98(dd,J＝17.2,10.5Hz,1H),5.31(d,J＝11.2Hz,1H),5.09(d,J＝17.3Hz,1H),4.70(d,J＝4.9Hz,2H),3.87(s,3H).¹³C NMR(151MHz,DMSO-d₆)δ167.3,161.0,151.3,131.9,130.0,118.2,117.1,114.4,55.4,45.9.HRMS(ESI)calculated for C₁₂H₁₃N₃OS[M+H]⁺:248.0853,found 248.0853.

(2)合成6-(溴甲基)-3-(4-甲氧基苯基)-5,6-二氢[1,3]噻唑并[2,3-c][1,2,4]三氮唑(化合物Ⅳ)

本步的反应式如下：

室温下，在烧瓶中加入化合物Ⅲ(14.0g,57mmol)，溶于乙腈(75mL)中，在搅拌下滴加液溴(3.5mL,68mmol)的乙腈(10mL)溶液，反应液先在室温下搅拌2h，再加热至40℃反应2h。反应完毕后，浓缩溶剂至干，加水复溶，滴加氨水将pH调至9，用二氯甲烷萃取，合并有机相，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，将粗制物质用甲醇重结晶，得到黄色固体，即为化合物Ⅳ(13.7g,收率74％)。

表征数据：¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.69(d,J＝8.8Hz,2H),7.01(d,J＝8.9Hz,2H),4.73–4.64(m,1H),4.52–4.38(m,2H),3.86(s,3H),3.80–3.71(m,1H),3.65–3.59(m,1H).¹³CNMR(101MHz,DMSO-d₆)δ160.6,156.8,151.1,128.1,119.2,114.6,56.3,55.5,48.4,36.1.HRMS(ESI)calculated for C₁₂H₁₂BrN₃OS[M+H]⁺:325.9958,found 325.9958.

(3)合成3-(4-甲氧基苯基)-6-亚甲基-5,6-二氢[1,3]噻唑并[2,3-c][1,2,4]三氮唑(化合物Ⅴ)本步的反应式如下：

室温下，将氢氧化钾(1.03g,18.4mmol)置于反应瓶中，溶于甲醇(24.7mL)中，搅拌下加入化合物Ⅳ(6.0g,18.4mmol)，加热至55℃反应2h。反应结束后，在真空下旋干溶剂，用二氯甲烷萃取，合并有机相，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，将粗制物质用甲醇打浆，得到黄色固体，即为化合物V(3.33g,收率74％)。

表征数据：¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.67(d,J＝8.8Hz,2H),6.94(d,J＝8.8Hz,2H),5.46(d,J＝2.6Hz,1H),5.35(d,J＝2.7Hz,1H),4.99(s,2H),3.82(s,3H).¹³C NMR(101MHz,CDCl₃)δ161.0,156.6,151.6,142.3,127.7,118.8,114.4,109.8,55.3,50.4.HRMS(ESI)calculated for C₁₂H₁₁N₃OS[M+H]⁺:246.0696,found 246.0693.

(4)合成6-(溴甲基)-3-(4-甲氧基苯基)[1,3]噻唑并[2,3-c][1,2,4]三氮唑(化合物Ⅵ)

本步的反应式如下：

室温下，在烧瓶中加入化合物Ⅴ(4.5g,18.3mmol)，溶于四氯化碳(15mL)中，在搅拌下滴加溴(1.13mL,21.9mmol)的四氯化碳(3mL)溶液，反应液先在室温下搅拌2h，再加热至50℃反应2h。反应完毕后，浓缩溶剂，加水复溶，滴加氨水将pH调至9，用二氯甲烷萃取，合并有机相，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，将粗制物质用甲醇打浆，得到黄色固体，即为化合物Ⅵ(5.38g,收率88％)。

表征数据：¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)δ8.51(s,1H),7.87(d,J＝7.5Hz,2H),7.14(d,J＝7.5Hz,2H),4.98(s,2H),3.85(s,3H).¹³C NMR(101MHz,DMSO-d₆)δ160.7,156.4,146.7,133.0,128.1,118.7,117.5,114.7,55.5,26.5.HRMS(ESI)calculated for C₁₂H₁₀BrN₃OS[M+H]⁺:323.9801,found 323.9801.

(5)合成6-(吲哚啉-1-亚甲基)-3-(4-甲氧基苯基)[1,3]噻唑并[2,3-c][1,2,4]三氮唑(FSEN3)(化合物Ⅰ)

本步的反应式如下：

室温下，在烧瓶中加入化合物Ⅵ(3.24g,10mmol,)，溶于乙腈(30mL)中，在搅拌下滴加二氢吲哚(2.29mL,20mmol,)，反应液在50℃下搅拌12h。反应结束后，浓缩溶剂，用甲醇重结晶得到黄色固体，即为目标产物I(3.11g,收率96％)。

表征数据：¹H NMR(600MHz,CDCl₃)δ7.78(d,J＝8.7Hz,2H),7.58(s,1H),7.15(d,J＝7.3Hz,1H),7.11(t,J＝7.6Hz,1H),7.05(d,J＝8.8Hz,2H),6.78(t,J＝6.9Hz,1H),6.59(d,J＝7.8Hz,1H),4.35(s,2H),3.88(s,3H),3.41(t,J＝8.2Hz,2H),3.03(t,J＝8.2Hz,2H).¹³C NMR(151MHz,CDCl₃)δ161.0,157.2,151.0,147.0,135.6,130.1,128.1,127.4,124.9,119.5,119.3,114.7,112.8,107.7,55.4,54.0,48.2,28.6.HRMS(ESI)calculatedfor C₂₀H₁₈N₄OS[M+H]⁺:363.1275,found 363.1273.

以上对本公开技术方案的实施方式进行了示例性的说明。应当理解，本公开的保护范围不拘于上述实施方式。凡在本公开的精神和原则之内，本领域技术人员所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请权利要求书的保护范围之内。

Claims

1.一种FSP1抑制剂FSEN3的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1包括如下过程：在有机溶剂中，式Ⅱ所示的化合物与异硫氰酸烯丙酯反应形成所示中间体(Ⅲa)化合物；

所述式(Ⅱ)所示化合物与异硫氰酸烯丙酯的物质的量的比为1:(1～1.5)，所述有机溶剂为如下任意一种或多种：四氢呋喃、二氯甲烷、二氧六环、乙醇；反应的温度为80～100℃，时间为2～4h。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2包括如下过程：式(Ⅲa)所示的化合物在碱性物质的作用下环化得到式(Ⅲ)所示的化合物；

所述式(Ⅲa)所示的化合物与碱性物质的物质的量比为1:(10～30)，所述的碱性物质为如下任意一种或多种：碳酸钾、氢氧化钠、叔丁醇钾；反应的温度为110～130℃，时间为3～5h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S3包括如下过程：在有机溶剂中，式(Ⅲ)所示的化合物与液溴发生溴代反应得到式(Ⅳ)所示的化合物；

所述式(Ⅲ)所示的化合物与溴代试剂的物质的量的比为1:(1～1.5)；溴代试剂为如下任意一种或多种：N-溴代琥珀酰亚胺、液溴、四溴环酮；有机溶剂为如下任意一种或多种：乙腈、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S3中，反应先在室温下反应2h，再加热至40℃反应2h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S4包括如下过程：式(Ⅳ)所示的化合物在碱性物质的作用下进行消除反应，得到式(Ⅴ)所示的化合物；

所述式(Ⅳ)所示的化合物与碱性物质的物质的量的比为1:(0.5～2)；碱性物质为如下任意一种或多种：氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾；反应温度为50～60℃，反应时间为1～3h。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S4中，具体是将碱性物质、甲醇、以及式(Ⅳ)所示的化合物混合反应；以g/mL计，碱性物质与甲醇的质量/体积比为1:(15～30)。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S5包括如下过程：在有机溶剂中，式(Ⅴ)所示的化合物与液溴发生溴代反应得到式(Ⅵ)所示的化合物；

所述式(Ⅴ)所示的化合物与溴代试剂的物质的量的比为1:(1～1.5)；反应先在室温下反应2h，再加热至50℃反应2h；溴代试剂为如下任意一种或多种：N-溴代琥珀酰亚胺、液溴、四溴环酮；有机溶剂具体可选四氯化碳。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S6包括如下过程：式(Ⅵ)所示的化合物与二氢吲哚发生取代反应得到式Ⅰ所示的目标化合物FSEN3；

所述式(Ⅵ)所示的化合物与二氢吲哚的物质的量的比为1:(1～1.5)；反应在溶剂中进行，溶剂为四氢呋喃、乙腈、乙醚中任意一种或多种。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，S6中，所述反应温度为40～60℃，反应时间为10～15h。